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本文介绍: SMTP、DNS、P2P应用、CDN视频流化服务。以上就是应用层SMTP、DNS、CDN等讲解。

文章目录

前言

SMTP、DNS、P2P应用、CDN视频流化服务。

一 、电子邮件（Email）

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1.邮件服务器

2.SMTP[RFC 2821]

例子：
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简单SMTP交互：
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总结：

  • SMTP使用持久连接
  • SMTP要求报文（首部和主体）为7位ASCII编码
  • SMTP服务器使用CRLF.CRLF决定报文的尾部

HTTP比较:

3.邮件报文格式

报文格式：多媒体扩展

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4.邮件访问协议

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POP3协议

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IMAP

二、DNS（域名系统）

DNS的必要性

DNS系统需要解决的问题

1.DNS的历史

2.DNS总体思路和目标

负载均衡（load distribution）：DNS也用于在冗余的服务器（如冗余的Web服务器等）之间进行负载分配。繁忙的站点（如cnn. com）被冗余分布在多台服务器上,每台服务器均运行在不同的端系统上，每个都有着不同的P地址。由于这些冗余的Web服务器，一个P地址集合因此与同一个规范主机名相联系。DNS数据库中存储着这些IP地址集合。当客户对映射到某地址集合的名字发出一个 DNS请求时，该服务器用IP地址的整个集合进行响应，但在每个回答中循环这些地址次序。因为客户通常总是向IP地址排在最前面的服务器发送HTTP请求报文，所以DNS就在所有这些冗余的Web服务器之间循环分配了负载。DNS的循环同样可以用于邮件服务器，因此，多个邮件服务器可以具有相同的别名。一些内容分发公

（1）问题1：DNS名字空间

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（2）问题2：解析问题-名字服务器

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TLD服务器

区域名字服务器维护：

DNS记录：
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DNS大致工作过程

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本地名字服务器

名字服务器

当与本地名字服务器不能解析名字时，联系根名字服务器顺着根-TLD一直找到权威名字服务器

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查找权威名字服务器有两种查询方式

递归查询：

  • 顺着根服务器到子服务器找
  • 递归查询:名字解析负担都放在当前联络的名字服务器上
  • 问题:根服务器的负担太重
  • 解决:迭代查询(iteratedqueries)

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迭代查询：

  • 主机cis.poly.edu想知道主机 gaia.cs.umass.edu的IP地址
  • 根（及各级域名）服务器返回的不是查询结果，而是根的下一层名字服务器的地址，然后本地服务器去这个名字服务器找，这个个名字服务器不知道也返回一个线索（它的下一层名字服务器的地址），然后本地服务请器再去告知的服务器…
  • 直到找到权威服务器，最后由权威名字服务器给出解析结果
  • 当前联络的服务器给出可以联系的服务器的名字
  • “我不知道这个名字，但可以向这个服务器请求”
  • 找到后还会缓存地址，方便一定失效时期内再次访问

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DNS协议、报文
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提高性能：缓存

（3）问题3:维护问题-新增一个域

  • 在上级域的名字服务器中增加两条记录，指向这个新增的子域的域名和域名服务器的地址
  • 在新增子域的名字服务器上运行名字服务器，负责本域的名字解析:名字->IP地址

例子:在com域中建立一个“Network Utopia”

攻击DNS

三、P2P应用

1. 纯P2P架构

例子:

2.文件分发

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C/S模式
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P2P模式
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比较
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P2P文件共享

非结构化P2P

P2P：集中式目录
最初的“Napster”设计

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存在的问题：

P2P：完全分布式
Gnutella：协议：

  • 在已有的TCP连接上发送查询报文
  • 对等方转发查询报文以反方向返回查询命中报文
  • 以反方向返回查询命中报文

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P2P：混合体
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P2P文件分发：BitTorrent

  • BitTorrent是一种用于文件分发的流行P2P协议
  • 文件被分为一个个块256KB
  • 网络中的这些peers发送接收文件块，相互服务

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BitTorrent：请求，发送文件块

  • 请求块:
    • 在任何给定时间，不同peer节点拥有一个文件块的子集
    • 周期性的，Alice节点向邻居询问他们拥有哪些块的信息
    • 获得四个文件块
    • Alice再向peer节点请求它希望的块，稀缺的块，在这期间，其他peer可以向他请求块（先随机获取四块，是因为如果获取稀缺块，等待时间过长，而且此时获取时还可以向其他peer发送块，再获取稀缺块是因为稀缺块少，防止持有稀缺块的peer下线，获取后，稀缺块又多了peer，能更好的提供服务）
    • 再获取其他块
    • 有一个文件全部的peer，他就是种子，啥都没有，就是吸血鬼了。
  • 发送块:一报还一报tit-for-tat
    • Alice向4个peer发送块，这些块以后就会向它自己提供最大带宽的服务
      • 其他peer被Alice阻塞(将不会从Alice处获得服务)
      • 每10秒重新评估一次：前4位
    • 每个30秒:随机选择其他peer节点，向这个节点发送块

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结构化：DHT

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  • 按照ID号大小围成一圈，当前对等方的IP地址，标识符等信息，其紧挨着后面的一个对等方知道（8知道5）
  • 假设使用该环形覆盖网络,初始对等方（对等方3）生成一个报文,问“谁负责键11?”并绕环顺时针发送该报文。无论何时某对等方接收到该报文,因为它知道其后继和前任的标识符,它能够确定是否由它负责（即最邻近）查询中的键。如果某对等方不负责该键,它只需将该报文发送给它的后继。因此，例如当对等方4接收到询问键11的报文,它确定自己不负责该键（因为其后继更邻近该键)，故它只需将该报文传递给对等方5。这个过程直到该报文到达对等方12才终止，对等方12确定自己是最邻近键11的对等方。此时，对等方12能够向查询的对等方即对等方3回送一个报文，指出自己负责键11。
  • 为减少每个对等方必须管理的覆盖信息的数量,环形 DHT 提供了一种非常精确有效的解决方案。特别是，每个对等方只需要知道两个对等方，即它的直接后继和直接前任。但该解决方案也引入了一个新问题。尽管每个对等方仅知道两个邻居对等方，但为了找到负责的键（在最差的情况下)，DHT中的所有N个结点将必须绕环转发该报文;平均发送N/2条报文。
  • 细化方案：设置一个捷径的DHT（上图b）
    • 以环形覆盖网络为基础，但增加“捷径”,使每个对等方不仅联系它的直接后继和直接前任，而且联系分布在环上的数量相对少的捷径对等方。使用捷径来加速查询报文的路由选择。具体来说，当某对等方接收到一条查询一个键的报文时,它向最接近该键的邻居（后继邻居或捷径邻居之一)转发该报文。所以，当对等方4接收到请求键11的报文,它确定（在它的邻居中）对该键最邻近的对等方是它的捷径邻居10，并且直接向对等方10转发该报文。显然，捷径能够大大减少用于处理查询的报文数量。

三、CDN（Content Distribution Network）

1.多媒体：视频

2.多媒体流化服务

  • DASH: Dynamic,Adaptive Streaming over HTTP
  • 服务器:
  • 客户端:
    • 先获取告示文件
    • 周期性地测量服务器到客户端的带宽
    • 查询告示文件,在一个时刻请求一个块，HTTP头部指定字节范围
  • “智能”客户端:客户端自适应决定
    • 什么时候去请求块(不至于缓存挨饿，或者溢出)
    • 请求什么编码速率的视频块(当带宽够用时，请求高质量的视频块)
    • 哪里去请求块(可以向离自己近的服务器发送URL，或者向高可用带宽的服务器请求)

3.CDN（内容分发网络）

  • 挑战:服务器如何通过网络向上百万用户同时流化视频内容(上百万视频内容)?
  • 选择1:单个的、大的超级服务中心“mega-server”
    • 服务器到客户端路径上跳数较多，瓶颈链路的带宽小导致停顿
    • “二八规律”决定了网络同时充斥着同一个视频的多个拷贝，效率低（付费高、带宽浪费、效果差）
    • 单点故障点，性能瓶颈
    • 周边网络的拥塞

评述:相当简单，但是这个方法不可扩展

总结

以上就是应用层SMTP、DNS、CDN等讲解。

原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_62951900/article/details/134712926

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